Elektrostatiskais spēks – problēmas un risinājumi

Elektrostatiskais spēks – problēmas un risinājumi

1. Ja statiskā elektriskā spēka stiprums ir 144 N, kāds ir attālums starp abiem lādiņiem … (1 μC = 10⁻⁶ ^C un k = ^9.10⁶ Nm² ^· C⁻² )^?

Zināms:

Elektriskais spēks (F12 ₎ = 144 N

1. lādiņš (q² ₎ = 10 μC = 10 x ^10⁻⁶ C

2. lādiņš (q² ₎ = 4 μC = 4 x ^10⁻⁶ C

Konstante (k) = 9 ^{x 10⁻⁹} Nm² · ^C⁻²

C = Kulons, N = Ņūtons, m = metrs

Vēlamais attālums starp abiem lādiņiem (r)

šķīdums:

Kulona likuma vienādojums :

F = statiskais elektriskais spēks, k = Kulona konstante, q = elektriskais lādiņš, r = attālums starp abiem lādiņiem

Attālums starp abiem lādiņiem (r) = 5 x 10⁻⁷ ^metri = 5 x ^10⁻⁷ x ^10⁻² cm = 5 cm.

2. Divi lādiņi, kas atrodas r attālumā viens no otra . Ja statiskā elektriskā spēka lielums ir 3.6 N, kāds ir attālums starp abiem lādiņiem (1 μC = 10⁻⁶ ^C un k = ^9.10⁶ Nm² · ^C⁻² )^?

Zināms:

Elektriskais spēks (F12 ₎ = 3.6 N

1. lādiņš (q² ₎ = 9 μC = 9 x ^10⁻⁶ C

2. lādiņš (q² ₎ = 4 μC = 4 x ^10⁻⁶ C

Kulona konstante (k) = ⁹ x ^10⁻⁹ Nm² · ^C⁻²

C = Kulons, N = Ņūtons, m = metrs

Vēlamais attālums starp abiem lādiņiem (r)

šķīdums:

Attālums starp abiem lādiņiem (r) = 0.3 m = 0.3 x 100 cm = 30 cm.

3. Trīspunktu lādiņi, kā parādīts attēlā zemāk. Kāds ir statiskās elektriskās strāvas lielums punktā A (k = 9.10 ⁹ Nm ² C ^-2 ; 1 μ = 10 ^-6 )?

Zināms:

Maksa A (q_A) = -2 μC = -2 x 10^-6 C

Lādiņa B (q _B ) = 8 μC = 8 x ^10⁻⁶ C

Lādiņa C (q _C ) = 4,5 μC = 4,5 x ^10⁻⁶ C

Kulona konstante ⁽ k) = 9 x ^10⁻⁹ Nm² · ^C⁻²

Attālums starp lādiņiem A un B (r _AB ) = 4 cm = 4 x ^10⁻² m

Attālums starp lādiņiem A un C (r _AC ) = 3 cm = 3 x ^10⁻² m

C = Kulons, N = Ņūtons, m = metrs

Vēlams: statiskais elektriskais spēks punktā A

šķīdums:

Kulona likuma vienādojums:

F = statiskais elektriskais spēks , k = Kulona konstante , q = elektriskais lādiņš , r = attālums starp abiem lādiņiem

Statiskā elektriskā spēka iedarbība punktā A:

4. Trīspunktu lādiņi, kā parādīts attēlā zemāk. Kāds ir Kulona spēka lielums, ko piedzīvo lādiņš B ⁽ k = 9.10⁻⁶ ^Nm² · C⁻² ^; 1 μC = 10⁻⁶ ^C )?

Zināms:

q _A = 10 µC = 10 x ^10⁻⁶ C = ^10⁻⁶ Kuloni

q _B = 10 µC = 10 x ^10⁻⁶ = ^10⁻⁶ Kuloni

q _C = 20 µC = 20 x ^10⁻⁶ = 2 x ^10⁻⁶ Kuloni

r _AB = 0.1 metrs = ^10⁻¹ m

r _BC = 0.1 metrs = ^10⁻¹ m

k = 9 × ^10⁻⁹ Nm² ^{C −2}

Meklē: Kulona spēku, ko izjūt lādiņš B

šķīdums:

Uz lādiņu B iedarbojas divi Kulona spēki: Kulona spēks starp lādiņiem A un B (F _AB ) un Kulona spēks starp lādiņiem B un C (F _BC ). Kulona spēks, ar ko saskaras lādiņš B, ​​ir lādiņa F _AB un F _{BC neto spēks}.

Kulona spēks starp lādiņiem A un B:

Lādiņa A zīme ir pozitīva, un lādiņa B zīme ir pozitīva, tāpēc F _AB norāda uz lādiņu C.

Kulona spēks starp lādiņiem B un C:

Lādiņam B ir pozitīva zīme, un lādiņam C ir pozitīva zīme, tāpēc F _BC norāda uz lādiņu A.

Kulona spēks, ko ietekmē lādiņš B:

FB ₌ FBC – _FAB = 180 – 90 = 90 _N

Kulona spēks, ko iedarbojas uz lādiņu B (FB _{) , ir 90 ņūtoni. FB} virziens ir tāds pats kā _FBC virziens uz lādiņu A.

5. Nosakiet Kulona spēka lielumu un virzienu uz lādiņu B ( k = 9 x 10⁻⁶ ^{Nm² C⁻²} , ¹ μC = 10⁻⁶ ^C ).

Zināms:

Lādiņa A (q _A ) = +Q

Lādiņa B (q _B ) = -2Q

Lādiņš C (q _C ) = -Q

Attālums starp lādiņiem A un B (r _AB ) = r

Attālums starp lādiņiem B un C (r _BC ) = 2r

k = 9 × ^10⁻⁹ Nm² ^{C −2}

Meklē: Kulona spēka lielumu un virzienu uz lādiņu B

šķīdums:

Kulona spēks starp lādiņiem A un B:

Lādiņs A ir pozitīvs, un lādiņš B ir negatīvs, tāpēc f- _AB virziens ir vērsts uz lādiņu A.

Kulona spēks starp lādiņu B un lādiņu C:

_{Lādiņš B ir negatīvs, un lādiņš C ir negatīvs, tāpēc lādiņa F BC} virziens ir vērsts uz lādiņu A.

Neto spēks, kas iedarbojas uz lādiņu B:

F = F_AB + F_BC = 2 k Q²/r² + 0.5 tūkstoši Q²/r² = 2.5 k Q²/r² = 2.5 k Q² r^-2

Spēka virziens norāda uz lādiņu A vai pa kreisi.